1、一、初中物理滑輪組的省力問題1 用一動滑輪將重物勻速提升2 m，人對繩子的自由端所用力是40 N，不計(jì)滑輪重和摩擦，則物重和提升重物所做的功分別是A80N，80J【答案】 BB 80N， 160JC 40N， 160JD 40N， 80J【解析】【分析】【詳解】動滑輪省一半力，多費(fèi)一倍的距離，所以物體的重為：G2F2 40N80N ；由h 2m 得 s 2h 2 2m4m ，提升重物所做的功：WFs40N4m 160J 故選 B2 如圖所示的滑輪組，不計(jì)繩重及摩擦。水平拉力F 作用下將重為30N 的物體A勻速拉動，已知繩子自由端速度為0.3m / s ，物體A 受到的摩擦力f0.1G，水平拉力

2、F 為_ N ，在2s內(nèi)物體移動的距離為_ m。【答案】 10.2【解析】【詳解】1 由圖可知，連接動滑輪的繩子股數(shù)n=3，由題意知，物體A 受到的摩擦力f0.1G0.130N3N不計(jì)繩重及摩擦，則水平拉力：F1f13N 1Nn32 物體的速度：v物1v繩10.1m/ sn0.3m / s3由 vs得，在 2s 內(nèi)物體移動的距離ts物v物t0.1m/s 2s0.2m故 2s 內(nèi)物體移動的距離為0.2m 。3 如圖所示，用滑輪組提重力為140N 的物體，當(dāng)拉力為50N 時(shí)，物體對地面的壓力剛好為 0N。若重物與地面的接觸面積-2 2，不計(jì)繩重和摩擦，每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，繩對S=210 m滑輪的拉力

3、方向均可看成在豎直方向。若拉力F 為40N，則定滑輪對天花板的拉力為_N，重物對地面的壓強(qiáng)為_ Pa。3【答案】 901.510【解析】【分析】【詳解】12 滑輪組的動滑輪繞3 段繩，不計(jì)繩重和摩擦，當(dāng)拉力為50N 時(shí)，物體對地面的壓力剛好為 0N，拉力的大小11(G+G動 )F =3動滑輪的重力G 動 =3F1-G=3 50N-140N=10N每個(gè)滑輪質(zhì)量相同，定滑輪的重力等于動滑輪的重力為10N，對定滑輪受力分析，受到重力、下方兩段繩子的拉力，天花板的拉力，根據(jù)平衡條件得到F 天 =G 定 +2F=10N+2 40N=90N由力的作用相互性可知，定滑輪對天花板的拉力是90N。拉力 F 為

4、40N 時(shí)，滑輪組的動滑輪對物體的拉力F2=3F- G 動 =340N-10N=110N地面對物體的支持力F 支=G-F2=140N-110N=30N由力的作用相互性可知物體對地面的壓力F 壓= F 支 =30N物體對地面的壓強(qiáng)F壓30N3p=2 10-2m2 =1.5 10PaS4 工人用圖甲所示的滑輪組運(yùn)送建材上樓，每次運(yùn)送量不定，滑輪組的機(jī)械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示，滑輪和繩的摩擦力及繩重忽略不計(jì)。則：（1）若某次運(yùn)送建材的質(zhì)量為40kg，滑輪組的機(jī)械效率是 _。動滑輪的重力是_N。（2）若工人在 1min 內(nèi)將建材勻速豎直向上提升12m ，作用在繩上的拉力為500N 時(shí)，拉力

5、的功率是 _W，運(yùn)送建材的重力是_N，此時(shí)的機(jī)械效率是_。【答案】 50%40020060060%.【解析】【分析】【詳解】(1)1 建材質(zhì)量為40kg，其重力為Gmg =40kg10N/kg=400N由圖乙得，當(dāng)建材重力為400N 時(shí)，滑輪組機(jī)械效率為50%。2 此時(shí)機(jī)械效率=G400=50%GG動400+G動解得 G 動=400N。(2)3 滑輪組由一個(gè)動滑輪和一個(gè)定滑輪組成，與動滑輪相連的繩子有兩段，則該滑輪組可以省一半的力，建材向上提升了12m ，則繩子段移動的距離為24m ，拉力功率PWFs = 500N 24m =200Wtt60s4 滑輪組省一半的力，所以G材 +G動 =2F解得

6、 G材 =600N 。5 此時(shí)的機(jī)械效率為G材=600=60%=G動600+400G材5 小紅利用彈簧測力計(jì)、鉤碼來研究動滑輪的作用，每次都勻速提物體，做實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，請觀察、比較圖中的操作、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，歸納得出初步結(jié)論。（1）由（ a）（ b）兩圖 _ 。（2）由（ c）（ b）兩圖 _ 。【答案】使用動滑輪勻速(豎直 )提物體，省力但是不能改變用力的方向。使用同一動滑輪勻速 (豎直 )提不同物體，物體越輕，拉力越小。【解析】【詳解】(1)1 由圖可知 ,比較 (a)、 (b)兩圖提起物體一樣重 ,(b) 中彈簧測力計(jì)示數(shù)小于 (a) 中彈簧測力計(jì)示數(shù)，所以：使用動滑輪可以省力，動滑輪相

7、當(dāng)于一個(gè)動力臂是阻力臂兩倍的杠桿，所以不能改變用力方向；(2)2 比較圖 (b) 與 (c)可得：使用動滑輪勻速提升不重物時(shí)，物體重力越輕，所用的拉力越小，越省力。6 小李用如圖所示的裝置提升貨物。已知貨物重G 物 =720N，在 t=5s 內(nèi)貨物被勻速豎直提升了 h=1m ，小李始終靜止在地面上，并且對繩子自由端的拉力F=400 N 且豎直向下。求在此過程中：(1)動滑輪對貨物做的有用功；(2)拉力 F 所做的總功；(3)拉力 F 做功的功率；(4)使用該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率?！敬鸢浮?(1)720J；(2)800J； (3)160W； (4)90%【解析】【分析】【詳解】(1)動滑輪對

8、貨物做的有用功就是貨物上升克服重力勢能做的功，為W有G物 h720N 1m720J(2)動滑輪與 2 股繩子接觸，故n=2，拉力F 所做的總功為W總FsnFh2 400N1m 800J(3)由功率公式，可知拉力F 做功的功率為PW總800J160Wt5s(4)該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率為W有100%720J90%W總800J答： (1)動滑輪對貨物做的有用功為720J；(2)拉力 F 所做的總功為800J；(3)拉力 F 做功的功率為160W ；(4)使用該裝置提升貨物時(shí)的機(jī)械效率為90%。7 一名質(zhì)量為55kg0.04m2的學(xué)生站在水平地面上，要用滑輪組、雙腳與地面接觸面積為在 20s 內(nèi)將

9、 600N 的重物勻速提升1m 。（ g=10N/kg ）求：(1)他站在地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)多大？(2)畫出滑輪組的繞線方式。(3)若勻速提升過程中滑輪組的機(jī)械效率是75%，拉力的功率多大？【答案】 (1)13750Pa； (2)；(3)40W【解析】【分析】【詳解】(1)站在地面上時(shí)，對地面的壓力大小等于自身重力，則對地面的壓強(qiáng)為G人mg55kg 10N/kg13750PapS0.04m2S(2)因?yàn)橹匚镞\(yùn)動方向向上，人在地面上通過上方定滑輪改變力的方向，拉力方向向下，2股繩子與動滑輪接觸以省力，故滑輪組的繞線方式如圖所示：。(3)有用功為克服重物重力勢能做的功，為W有G物 h拉力做的總功

10、為拉力的功率與所用時(shí)間的乘積，為W總Pt滑輪組的機(jī)械效率為= W有100%W總可知W總W有G物 hPt則G物 h600N 1mP20s40Wt0.75答： (1)他站在地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng)是13750Pa；(2)滑輪組的繞線方式見解析；(3)拉力的功率是 40W。8 如圖所示，某人通過滑輪組將深井中的物體拉至井口.己知物體在10s 內(nèi)被提升了2m，物體所受重力 720N，人對繩子水平向右的拉力300N.(不計(jì)繩重及摩擦) 求：(1)人做的有用功W有用 ;(2)動滑輪的重力G動 ;(3)人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率.【答案】 (1) 1440J； (2) 180N； (3) 80%。【解析】【詳解】(

11、1)物體所受重力720N，被提升了 2m，則人做的有用功為：W有用 =Gh=720N 2m=1440J；(2)由圖可知，滑輪組的有效繩子段數(shù)為G +G動，則動滑輪的重力為：n=3，根據(jù) F=nG動 =nF-G=3 300N-720N=180N；(3)根據(jù)= W有用 = Gh = Gh = G ，W總 Fs Fnh Fn人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為：G720N=80%。Fn300N 3答： (1)人做的有用功為1440J；(2)動滑輪的重力為180N；(3)人拉起貨物時(shí)的機(jī)械效率為80%。9 如圖所示，分別利用甲、乙兩滑輪勻速提起兩個(gè)相同的重物（不計(jì)滑輪重力及摩擦），其中甲裝罝為 _滑輪，它的優(yōu)點(diǎn)是

12、可以_，若相同時(shí)間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，則拉力F1、 F2 做功時(shí)的功率P1_ P2，重物被豎直提升的高度h 甲 _h 乙 （最后兩空均選填“小于”、“等于”或“大于”）【答案】定可以改變用力的方向等于等于【解析】【分析】【詳解】1 由圖示可知，甲是定滑輪；2 甲裝置中物體向上運(yùn)動，拉力的方向是向下，所以甲滑輪可以改變用力方向；3 相同時(shí)間內(nèi)，拉力F1、 F2 做相同的功，根據(jù)P= W 可知，拉力F1 、F2 做功時(shí)的功率P1 等t于 P2 ；4 用滑輪甲、乙勻速提升兩個(gè)相同的重物（不計(jì)滑輪重力及摩擦），它們都是克服物體的重力做功，即W=Gh，因?yàn)槔?F1、 F2 做的功相同，所

13、以重物被豎直提升的高度相同，h 甲等于 h 乙 10 小明在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)嘗試用四種簡單機(jī)械勻速提升同一物體（不計(jì)機(jī)械自重和摩擦），如圖所示，其中所用動力最小的是（）ABCD【答案】 D【解析】【分析】【詳解】設(shè)物體重力為G，不計(jì)機(jī)械自重和摩擦；A 圖中為斜面，由功的原理可得F1 4m G 2m解得 F1 0.5G；B 圖中為滑輪組，通過動滑輪繩子段數(shù)n3，所以21FG；3C 圖中為動滑輪，動力作用在動滑輪的軸上，則F3 2G；D 圖中是杠桿，設(shè)桿與水平面的夾角為，則有F4 4cosG 1 cos 1解得 F4 G。4由此可知動力最小的是D。故選 D。11 如圖所示，不計(jì)繩子的質(zhì)量和一切摩擦作用，整

14、個(gè)系統(tǒng)處于靜止平衡狀態(tài)。重物G1=100N，每一個(gè)滑輪重力均為20N，則下列說法正確的是（）A b 處繩子的拉力為50NB G2=280NC e 處繩子的拉力為140ND G2=200N【答案】 C【解析】【分析】【詳解】A由圖知， a、b、c、d 在同一根繩上，拉力相同； e、f 在同一根繩上，拉力相同； G1 由兩根繩子承擔(dān)G1G動2Fb則 b 處繩子的拉力為G1 G動100N+20NFb60N22故 A 錯(cuò)誤；C e 處繩子的拉力為Fe2FbG動260N20N140N故 C 正確；BD G2 由兩根繩子加上f 承擔(dān)，則G2G動2FbFfF f2FbG動則G24Fb460N240N故 B、

15、 D 錯(cuò)誤。故選 C。12 小明用如圖的滑輪組提升重為100N的物體，使其在5s 內(nèi)勻速上升2m ，動滑輪的重為 10N，不計(jì)繩重及摩擦，下列計(jì)算正確的是（）A拉力 F 為 50NB繩子自由端移動的距離為6mC此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為90.9%D拉力的功率為40W【答案】 C【解析】【詳解】A由圖知，通過動滑輪的繩子段數(shù)n=2，不計(jì)繩重及摩擦，則拉力：1F（G物G動）（100N10N）=55N ，2選項(xiàng)不符合題意；B繩端移動的距離：s2h22m4m ，選項(xiàng)不符合題意；C所做的有用功：W G h 100N 2m=200J，有 物拉力做的總功：WFs55N4m=220J，總滑輪組的機(jī)械效率：W100

16、%=200J100%90.9% ，有用W總220J選項(xiàng)符合題意；D由 C可知，拉力做的功：W 總 =220J，拉力的功率：PW220J =44W，t5s選項(xiàng)不符合題意。故選 C。13 如圖所示的甲、乙兩滑輪組，所用滑輪的規(guī)格相同，用它們將相同的重物G 勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重與摩擦，以下說法正確的是A甲滑輪組所用拉力較大B甲滑輪組拉力做的功較多C兩滑輪組拉力做功的功率一定相等D兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率一定相等【答案】 D【解析】【分析】【詳解】A不計(jì)繩重及摩擦，因?yàn)槔=（ G 物 +G 輪 ） /n ，且 n 甲 =3，n 乙=2，所以，繩子受的拉力：F 甲=（ G 物 +G 輪 ） /3

17、，F(xiàn) 乙=（ G 物 +G 輪 ） /2，即 F 甲 F 乙 ，故 A 錯(cuò)誤；B不計(jì)繩重及摩擦，拉力做的功：W 甲 =F 甲 s 甲=（ G 物 +G 輪 ） /33h=（ G 物 +G 輪） hW 乙 =F 乙 s 乙=（G 物 +G 輪 ） /22h=（ G 物 +G 輪 ）h ，W 甲=W 乙 ，故 B 錯(cuò)誤；C甲、乙兩滑輪組提升重物的時(shí)間不知道，故無法比較功率，故C 錯(cuò)誤；D因?yàn)閯踊喼叵嗤嵘奈矬w重和高度相同，W 額=G 輪 h，W 有用 =G 物 h，所以，利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因?yàn)?W 有用 /W 總， 滑輪組的機(jī)械效率相同，故 D 正確；故答案為

18、D。14 物體做勻速直線運(yùn)動，拉力 F=60N，不計(jì)滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力是（ ）A 60NB 120NC 20ND 180N【答案】 D【解析】【分析】分析滑輪組的動滑輪繞繩子的段數(shù)，不計(jì)滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，根據(jù)1Ff 得n到物體受到的摩擦力?！驹斀狻坑蓤D可知，動滑輪上的繩子段數(shù)為 3，不計(jì)滑輪間的摩擦和動滑輪的自重，則物體受到的摩擦力f3F360N180N故選 D?！军c(diǎn)睛】本題考查滑輪組的特點(diǎn)，解決本題的關(guān)鍵要明確纏繞在動滑輪上的繩子的段數(shù)。15 如圖所示為建筑工地上常用的吊裝工具，物體是重為 O，已知長度 OA OB=1 2，滑輪下面掛有建筑材料700N，

19、杠桿與繩的自重、滑輪組摩擦均不計(jì)。當(dāng)工人用5000N 的配重，杠桿AB 的支點(diǎn)P，每個(gè)滑輪重100N，工人體重為300N 的力豎直向下以1m/s 的速度勻速拉動繩子時(shí)（）A建筑材料P 上升的速度為3m/sB物體M 對地面的壓力為5000NC工人對地面的壓力為【答案】 C400ND建筑材料P 的重力為600N【解析】【分析】【詳解】A物重由2 段繩子承擔(dān)，建筑材料P 上升的速度v= 1 v 繩= 1 1m/s=0.5m/s22故 A 錯(cuò)誤；B定滑輪受向下的重力、 3 段繩子向下的拉力、杠桿對定滑輪向上的拉力，由力的平衡條件可得F A =3F+G 定 =3 300N+100N=1000N杠桿對定滑

20、輪的拉力和定滑輪對杠桿的拉力是一對相互作用力，大小相等，即FA= F A=1000N根據(jù)杠桿的平衡條件FAOA=FB OB，且 OA:OB=1:2，所以O(shè)AOA=500NFB=FA=1000NOB2OA因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以杠桿對物體M 的拉力等于物體M 對杠桿的拉力，即F B =FB=500N物體 M 受豎直向下的重力、豎直向上的支持力、豎直向上的拉力，則物體M 受到的支持力為M 支持MBF=G - F =5000N-500N=4500N因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，所以物體M 對地面的壓力M 壓M 支持=4500NF=F故 B 錯(cuò)誤；C當(dāng)工人用300N 的力豎直向下拉繩子時(shí)，因力的

21、作用是相互的，則繩子對工人會施加豎直向上的拉力，其大小也為300N，此時(shí)人受豎直向下的重力G、豎直向上的拉力 F、豎直向上的支持力F 支 ，由力的平衡條件可得F+F 支=G，則F 支 =G-F=700N-300N=400N因?yàn)榈孛鎸θ说闹С至腿藢Φ孛娴膲毫κ且粚ο嗷プ饔昧?，大小相等，所以工人對地面的壓力F 壓=F 支 =400N故 C 正確；D由圖可知 n=2，且滑輪組摩擦均不計(jì)，由1P 重F= (G+G 動 )可得，建筑材料2G=2F- G 動=2300N-100N=500N故 D 錯(cuò)誤。故選 C。16 如圖 ,水平桌面上的物體A 重 100N，物體 B 重 40N，此時(shí)物體B 恰能勻速下

22、降；當(dāng)用一水平向左的力F 拉動物體A 在 2s 內(nèi)勻速向左移動1m 的過程中，若不計(jì)動滑輪和繩的重力，不計(jì)繩與滑輪及滑輪軸間的摩擦，則下列說法正確的是（）A B 上升了 2mC物體 A 與桌面間的滑動摩擦力為40NB拉力D吊著F 的功率為20WB 物體的繩子所做的功為40J【答案】B【解析】【分析】【詳解】A滑輪組的動滑輪繞2 段繩，當(dāng)用一水平向左的力F 拉動物體A 在 2s 內(nèi)勻速向左移動1m 的過程中， A 移動的距離為B 升高高度的2 倍， B 上升了1mhB=0.5m ，2故 A 錯(cuò)誤；BC當(dāng) A 向右做勻速直線運(yùn)動， A 水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力為一對平衡力，故11

23、f=GB= 40N=20N，22當(dāng) A 向左做勻速直線運(yùn)動，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B 對 A 的拉力，由于滑動摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，因壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，故摩擦力不變，所以向右的摩擦力為：f=20NA 向左做勻速直線運(yùn)動，受到平衡力的作用，A 受到的水平向左的拉力為：1F=f+GB=20N+20N=40N，2拉力 F 的功率為：WFs40N1mP=20W，tt2s故 B 正確， C 錯(cuò)誤；D繩子拉力對物體B 所做的功為：W=GBhB=40N 0.5m=20J，D 錯(cuò)誤17 用下列方法勻速提升同一重物，若不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦，其中最

24、省力的是（）ABCD【答案】 C【解析】【分析】【詳解】不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦，提起的是同一物體G；A此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點(diǎn)可知，省一半的力，即F1 G ；2B此圖是定滑輪，由定滑輪及其工作特點(diǎn)可知，不省力，即FG ；C3股，則 F1此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有G ；3D此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子有2 股，則 F1G 。2由以上可知：在不計(jì)繩子、滑輪的重力及摩擦的情況下最省力的是C。故選 C。18 如圖所示，小華用滑輪組豎直勻速提升一個(gè)重為（不計(jì)繩重和摩擦）。若用這個(gè)滑輪組豎直勻速提升600N 的物體，人拉繩的力1200N 的物體時(shí)，人的拉力F 為 250NF 為（

25、）A400NB 450NC 500ND 600N【答案】 B【解析】【分析】【詳解】由圖可知，繩子承擔(dān)重物的段數(shù)n 為 3，提升一個(gè)重為600N 的物體時(shí)，拉繩的力F 為1250N，根據(jù) FG物G動求出動滑輪的重力為nG動3FG物3 250N600N150N當(dāng)提升一個(gè)重為1200N 的物體時(shí)，人的拉力為F1G物G動1 1200N150N450Nn3綜上所述， ACD項(xiàng)不符合題意，B 項(xiàng)符合題意。故選 B。19 如圖所示，在水平地面上，木箱重 600N ，受到的摩擦力為 300N，用力它勻速直線運(yùn)動了 2m（不計(jì)滑輪重量及繩與滑輪間的摩擦），下列說法正確的是F 拉動木箱使（）A拉力 F 的大小為100NB拉力 F 的大小為200NC繩自由端移動了4mD繩自由端移動了1m【答案】 C【解析】【詳解】AB由圖知， n=2，不計(jì)滑輪重及繩與滑輪間的摩擦，則拉力11Ff300N150N22故 A、 B 錯(cuò)誤；CD繩子的自由端移動的距離s2s物22m4m故 C 正確、 D 錯(cuò)誤。故選 C。20 為了開發(fā)